基于ansys workbench的电动城市客车车架轻量化研究

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1、分类号：U469.72+2密级：不保密UDC：621学校代码：11065硕士学位论文基于ANSYSWorkbench的电动城市客车车架轻量化研究万明磊指导教师戴作强教授学科专业名称机械工程论文答辩日期2015年6月9日摘要LCK6105PHENV型系列电动城市客车具有节能、环保、降噪和驾乘舒适等优点，是城市公交用户首选的理想车型。目前由于车载动力电池关键技术的限制，电池容量的增加，意味着电动客车整车重量亦会增加，因此，为增加电动客车的续驶里程，实现电动客车车身结构轻量化，是电动客车设计研发的重要任务。车架作为承载电动客车各大

2、总成的核心部件，其轻量化已成为如今电动车领域研究的重要课题。本文以有限元分析理论和优化设计理论为基础，对该款电动城市客车进行了轻量化研究，基于ANSYSWorkbench14.0，利用结构静力学分析理论，结合应用钢板弹簧三自由度等效处理方法，对电动客车车架进行了静力学有限元分析研究，对6种典型工况（包括满载弯曲工况、车轮悬空工况、加速工况、越障工况、制动工况和转弯工况）下边界条件的处理、结果云图进行了分析，同时对电动客车前后板簧进行了非线性分析，求得其刚度值。然后，就车架的动态特性进行了研究，利用模态分析理论，求得电动客车车

3、架结构的固有频率和振型，并与外界干扰频率进行了分析对比，仿真结果表明，车架不会发生共振，车架还有进一步优化、改进的空间。最后，利用拓扑优化设计理论，建立了车架的优化模型，对车架进行了拓扑优化设计，车架质量与原来相比减轻了5.8%，利用静力学分析理论对改进后的车架进行了理论验证，并与原车架进行了对比分析。关键词：电动城市客车；车架；有限元静力学分析；模态分析；轻量化AbstractLCK6105PHENVtypeserialelectriccitybushastheadvantagesofenergy-saving,envir

4、onmentalprotection,noisereductionandridingcomfort,etc.Itistheidealmodelofcitybususersmorepreference.Currently,duetothedisadvantageofthekeytechnologyofelectricbattery,increasingthebatterycapacity,itmeansthattheweightofelectricpassengervehiclewillalsoincrease,therefo

5、re,inordertoincreasethemileageofelectricvehicle,realizingthelightweightofelectricbusbodystructure,itistheimportanttaskofresearchanddesignforelectricbus.Frameisasthecorecomponentofbearingtheeachassemblyofelectricbus,itslight-weighthasbecomeanimportantresearchtopicin

6、thefieldofelectricvehiclenowadays.Thearticleisbasedonthetheoryoffiniteelementanalysisandoptimizationdesign,theelectriccitybusisaimedatthislightweightstudy,basedonANSYSWorkbench14.0,usingstructurestaticsanalysistheory,andwiththecombinationofLeafspringsthreefreedomeq

7、uivalentprocessingmethod,ithasdonethestaticfiniteelementanalysisresearchforelectricbusframe,andonframeboundaryconditionsofprocessing,ithasdonetheanalysisforresultsimagesrespectivelyin6kindsoftypicalconditions(includingtheFullbendingcondition,Wheelsdanglingcondition

8、,Vehicleaccelerationcondition,Vehicleobstaclecondition,VehiclebrakingconditionandVehicleturningcondition),atthesametime,ithasdonethenonlinearanal